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      從四方面分析為什么碳質耐火材料在礦熱爐中應用壽命偏短

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      2019-07-23 07:07:29發布者:admin

        采用普通碳質爐襯的錳鐵礦熱爐,經常性的出現出鐵口、爐墻、爐底局部發紅,燒穿等現象,從而被迫停爐檢修。本文從四方面分析造成這些現象的因素,從而探討如何有效的延長礦熱爐的使用壽命,節約維護成本。


        1、碳質耐火材料的主要特性


        從碳質耐火材料的特性上來看,由于礦熱爐爐襯的工作條件惡劣,因此使用的筑爐材料很大程度上決定著爐襯的壽命,特別是其理化性能指標是進行優選的先決條件。


        1.1常用碳質爐襯材料主要特性對比,見表1。


        表1 普通碳磚及耐火材料主要特性


        1.2含碳材料理化性能


        對照圖1和表1,碳質爐襯使用的含碳材料主要為碳磚和電極糊,在冶煉過程中,爐內高溫反應區以及液態渣鐵所處的爐膛內,直接接觸的地方主要是碳磚和碳磚接頭處填充的煮過的電極糊(簡稱接縫糊)。碳磚和接縫糊的優點是耐火度高,碳磚經過高溫焙燒過后,其荷重軟化點也較高,均在2OOO℃以上,熱導率相對較高,導熱散熱好,在還原氣氛中相對穩定。不足是高溫下(大于600℃)抗氧化性極差,抗酸性弱,抗金屬增碳性能也不好。


        1.3粘土磚理化性能


        粘土磚高溫抗渣和抗液態金屬性不良,如果碳質爐襯損壞,耐火磚在高溫下無法抵擋渣鐵的侵蝕,經常會發紅,后燒穿爐襯、爐底。


        2、碳質爐襯的抗侵蝕性分析


        2.1高溫條件


        高碳錳鐵的熔點為1245~1300℃,渣的熔點在1270~1300℃,并隨著堿度的變化而變化,且需要一定的過熱才能保證出鐵排渣順暢但溫度不會超過2000℃,如果避開電弧光的直接接觸,碳質爐膛可滿足冶煉高碳錳鐵。


        2.2抗渣性


        高碳錳鐵爐渣堿度一般在0.2~0.8,呈酸性,普通碳質爐襯的抗渣性不良,同時造渣熔劑會使礦石中金屬氧化物MnO置換而呈自由狀態,容易與碳接觸直接被還原,發生反應:


        3MnO+4C=Mn3C+3CO (6)


        從而對碳磚和接縫糊產生侵蝕。.


        2.3抗液態金屬


        高碳錳鐵的滲碳量一般在7%~7.5%,隨著液態合金量的增加,會加大碳在熔體中的溶解度,隨若溫度、堿度變化,MnO的不斷富集,爐襯碳磚向液態金屬的熔析滲進就會不斷進行,同時隨著液態金屬和爐渣的定期排出,已滲碳達到飽和的高碳錳鐵金屬鐵水排出,未飽和的金屬又向碳質爐襯靠近,引起新一輪的吸碳運動,致使爐墻、爐底碳磚連續不斷的被侵蝕,通過多次意外停爐后剖爐分析,發現如圖1所示的碳質爐襯侵蝕曲線。當金屬液中碳不飽和時極易從碳質爐襯中“吸碳”而使碳磚和接縫糊遭到破壞,即常所謂“鐵水侵蝕”。


        圖1 普通碳質爐襯結構及燒損破壞示意圖


        3、傳統砌筑爐襯方式分析


        傳統的碳磚砌筑方式中出鐵口平爐底從上向下的層碳磚,隨著冶煉時間的推移,出鐵口碳磚(平放的流槽碳磚)燒損后,整個出鐵口下移,一旦無法下降時,冶煉操作中就習慣于擠插電極出鐵,加速爐底碳磚的燒損侵蝕而大大降低整個爐襯壽命。另外采用人工燒煮的電極糊填充碳磚接縫,經常會因為煮糊質量和沖糊時間不好而給爐襯留下薄弱點,潛在的縮短了爐襯壽命。


        4、傳統操作習慣


        出鐵采用燒穿器燒出鐵口、吹氧、抬插電極等不良操作習慣,加劇了對爐襯的損壞;同時二步法生產高碳錳鐵常采用微缺碳操作,非常容易造成電極偏長,強大的電弧光會直接對爐底碳磚造成傷害。

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